книги / Проектирование газораспределительных сетей из полиэтиленовых газопроводов
..pdfФедеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Пермский государственный технический университет»
Т. Н. Белоглазова
ПРОЕКТИРОВАНИЕ
ГАЗО РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬН Ы Х СЕТЕЙ
И З ПОЛИЭТИЛЕНОВЫХ ГАЗОПРОВОДОВ
Учебное пособие
Издательство Пермского государственного технического университета
2010
УДК 629.063.01 Б43
Рецензенты:
эксперт по промышленной безопасности
опасных производственных объектов Ростехнадзора канд. техн. наук В. И. Виноградов (ООО ИТЦ «Таранке»);
канд. техн. наук, доцент А. В. Гришкова (Пермский государственный технический университет)
Белоглазова, Т. Н.
Б43 Проектирование газораспределительных сетей из поли этиленовых газопроводов: учеб, пособие / Т. Н. Белоглазо ва.— Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2010.— 177 с.
ISBN 978-5-398-00306-2
Детальнорассматривается современныйподходкрасчету ипроектированию системгазораспределения отдельныхобъектов и населенных пунктов с использованием полиэтиленовых газопроводов.
Освещается широкий спектр вопросов, что позволяетпри проектирова нии обеспечить разработку надежной газораспределительной системы, при водятся примеры расчетов исправочныематериалы.
Предназначено для студентов специальности «Теплогазоснабжение, вентиляция и охранавоздушногобассейна», атакжедля специалистов, зани мающихся проектированиемсистемгазораспределения.
УДК 629.063.01
ISBN 978-5-398-00306-2 |
© ГОУ ВПО |
|
«Пермский государственный |
|
технический университет», 2010 |
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
Предисловие........................................................................................... |
6 |
Введение................................................................................................ |
7 |
1. Газораспределительные системы городов и населенных пунктов..... |
9 |
1.1. Общие сведения о структуре газораспределительных систем.... |
9 |
1.2. Основные свойства газового топлива......................................... |
12 |
Контрольные вопросы................................................................. |
17 |
2. Область применения, свойства и элементы полиэтиленовых |
|
газопроводов...................................................................................... |
18 |
2.1. Область применения и характеристика полиэтиленовых |
|
газопроводов................................................................................ |
18 |
2.2. Элементы полиэтиленовых газопроводов и арматура................ |
25 |
2.3. Сооружения на газопроводах...................................................... |
36 |
Контрольные вопросы................................................................. |
43 |
3. Газорегуляторные пункты.................................................................. |
44 |
3.1. Принципиальная схема и основное оборудование |
|
газорегуляторных пунктов.......................................................... |
44 |
3.2. Основы расчета оборудования ГРП............................................ |
50 |
3.3. Определение количества ГРП в газораспределительной сети |
|
города.......................................................................................... |
55 |
Контрольные вопросы................................................................. |
57 |
4. Проектирование газораспределительных сетей из полиэтиленовых |
|
труб.................................................................................................... |
58 |
4.1. Общие сведения о проекте газораспределительной системы...... |
58 |
4.2. Общие требования к трассе полиэтиленовых газопроводов....... |
60 |
4.3. Проектирование стальных вставок на полиэтиленовых |
|
газопроводах............................................................................... |
65 |
3
4.4. Проектирование полиэтиленовых газопроводов в особых |
|
природных и климатических условиях....................................... |
66 |
Контрольные вопросы................................................................. |
68 |
5. Определение расчетных расходов газа и гидравлический расчет |
|
полиэтиленовых газораспределительных сетей................................. |
69 |
5.1. Определение годовых и расчетных часовых расходов газа |
|
потребителями............................................................................. |
69 |
5.2. Методика определения потерь давления на участках................. |
76 |
5.3. Определение расчетных часовых расходов газа по участкам |
|
сети.............................................................................................. |
85 |
5.4. Выбор расчетного перепада давления в сети.............................. |
89 |
Контрольные вопросы................................................................. |
90 |
6. Расчет полиэтиленовых газопроводов на прочность.......................... |
92 |
6.1. Нагрузки, действующие на полиэтиленовый газопровод........... |
92 |
6.2. Расчет прочности полиэтиленовых газопроводов....................... |
94 |
6.3. Определение величины балластировки полиэтиленовых |
|
газопроводов............................................................................... |
100 |
6.4. Обеспечение допустимой овальности и устойчивости круглой |
|
формы поперечного сечения полиэтиленовых труб................... |
107 |
Контрольные вопросы................................................................ . |
113 |
Список литературы................................................................. |
114 |
Приложение I. Минимальные расстояния между подземными |
|
коммуникациями (извлечение из СП 42-101-2003)............................... |
115 |
Приложение II. Классификация грунтов по степени пучинистости |
|
при замерзании....................................................................... |
117 |
Приложение 1П. Диаметры футляров..................................... |
118 |
Приложение IV. Значение расчетной массы полиэтиленовых труб |
|
(извлечение из ГОСТ Р 50838)................................................ |
120 |
Приложение V. Данные для расчета прочности газопровода |
|
при сейсмических воздействиях............................................. |
.121 |
Приложение VI. Определение температурного поля грунта |
|
при бесканальной прокладке тепловых сетей......................... |
122 |
Приложение VII. Нормы расхода газа на коммунально-бытовые |
|
нужды (извлечение из ГОСТ Р 51617).................................... |
128 |
4
Приложение VIII. Коэффициенты часового максимума...................... |
131 |
Приложение IX. Коэффициент одновременности для жилых домов.... |
133 |
Приложение X. Таблицы гидравлического расчета газопроводов |
|
высокого и среднего давления................................................................ |
134 |
Приложение XI. Таблицы гидравлического расчета газопроводов |
|
низкого давления..................................................................................... |
148 |
Приложение XII. Определение укрупненного показателя |
|
максимального расхода теплоты на отопление зданий........................... |
162 |
Приложение ХШ. Соотношения между единицами физических |
|
величин.................................................................................................... |
164 |
Приложение XIV. Элементы соединения полиэтиленовых |
|
газопроводов............................................................................................ |
165 |
Приложение XV. Расчет пропускной способности |
|
предохранительных сбросных клапанов (извлечение |
|
из ГОСТ 12.2.085-82)............................................................................. |
173 |
Приложение XVI. Условные обозначения.............................................. |
175 |
ПРЕДИСЛОВИЕ
В данном учебном пособии излагаются теоретические и прак тические основы проектирования газораспределительных систем, а также рассматривается широкий круг вопросов по проектирова нию газораспределительных сетей с использованием полиэтилено вых труб в соответствии с учебной программой дисциплины «Газо снабжение».
Учебное пособие предназначено для теоретической подготовки студентов дневной и заочной форм обучения по специальности «Теплогазоснабженис, вентиляция и охрана воздушного бассейна». В целях успешной реализации образовательного процесса необхо димо обеспечить студентов методическими, учебными, справочны ми материалами для самостоятельной работы. Поэтому в пособии наряду с теоретическими сведениями широко представлены спра вочные материалы, необходимые для практической работы над кур совыми и дипломными проектами по газоснабжению. Все материа лы отражают современные нормативные требования к проектиро ванию газораспределительных систем из полиэтиленовых труб и отличаются практической направленностью. В пособии подробно рассматриваются теоретические и практические вопросы: выбор материала трубопроводов, требования к трассе газопроводов, вы полнение гидравлических расчетов. В основной части пособия при водятся теоретические основы и примеры решения конкретных за дач проектирования газораспределительных сетей. В приложениях даны справочные материалы, которые необходимы при проектиро вании газораспределительных систем. Изложенные материалы не могут претендовать на оригинальный характер, так как в большей части представлены уже известные для специалистов данные, кото рые содержатся в литературных, нормативных и справочных источниках.
6
ВВЕДЕНИЕ
Развитие газоснабжения является одним из определяющих фак торов в социальном развитии, в промышленности и экономике Рос сии в целом. На современном этапе система газоснабжения интен сивно развивается экономически и технологически. Внедрение но вых материалов, технологий, методов монтажа газопроводов способствует повышению качества и надежности системы газо снабжения.
Развитие системы газоснабжения позволяет улучшить условия жизни населения. При работе технологического оборудования на газовом топливе увеличивается коэффициент полезного действия, снижается количество выбросов вредных веществ, в целом совер шенствуется технологический процесс. По сравнению с твердым и жидким топливом газ имеет ряд технологических преимуществ при транспортировке и эксплуатации.
Необходимость повышения индустриализации строительства газораспределительных систем и обеспечения их высокой надежно сти требует использования высококачественных материалов. При менение полиэтиленовых газопроводов способствует сокращению сроков строительства, увеличивает срок службы и надежность сис тем газораспределения.
Полиэтиленовые газопроводы широко используются для строительства подземных газопроводов. В 2002 г. введены в дейст вие СНиП 42-01-2002 «Газораспределительные системы». В 2003 г. введены в действие СП 42-103-2003 «Проектирование и строитель ство газопроводов из полиэтиленовых труб и реконструкция изно шенных газопроводов», СП 42-101-2003 «Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб». Данные документы оп ределили область применения, основные принципы проектирова ния, строительства и реконструкции газопроводов из полиэтилено вых труб.
Обучение студентов проектированию газораспределительных систем с учетом современных требований и технологий является
7
актуальной задачей. Выбор технически грамотных решений повы шает надежность систем газораспределения, снижает их себестои мость.
В пособии рассматривается ряд дополнительных вопросов, ко торые являются общими при проектировании как газовых сетей из полиэтилена, так и металлических газопроводов. Поэтому разделы, в которых приводится методика определения расчетных часовых расходов газа, подбор оборудования газорегуляторных пунктов, выбор арматуры, могут рассматриваться вне зависимости от мате риала трубопроводов.
1.ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ГОРОДОВ И НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ
1.1. Общие сведения о структуре газораспределительных систем
Газораспределительная система — это производственный иму щественный комплекс технологически, организационно и экономи чески взаимосвязанных объектов, предназначенных для транспор тировки и подачи газа непосредственно потребителям. Основными технологическими элементами газораспределительной системы яв ляются газопроводы, газорегуляторные пункты, газовое оборудова ние, а также автоматизированные системы процесса распределения газа и устройства электрохимической защиты от коррозии.
Сложность системы газораспределения зависит от категорий потребителей газа и от местных условий проектирования. В системе газоснабжения могут присутствовать как одна категория потребите лей, так и несколько. В зависимости от количества ступеней исполь зуемого давления системы газораспределения бывают одноступен чатыми, двухступенчатыми, трехступенчатыми и многоступенчаты ми. В одноступенчатой системе используется газ одного давления, в двухступенчатой— двух давлений, в трехступенчатой— трех дав лений. Многоступенчатые газораспределительные системы обеспе чивают газом всех категорий давлений. Одноступенчатые системы применяют для газоснабжения небольших населенных пунктов. Многоступенчатую, двух- и трехступенчатую системы предусматри вают для крупных городов и промышленных центров.
Газопроводы служат для транспортировки газа, на их сооруже ние приходится до 70.. .80 % всех капитальных затрат. Для снижения давления и регулирования подачи газа на газопроводах устанавлива ются газорегуляторные пункты (ГРП). Все большее распространение получают газорегуляторные пункты шкафного типа (ШРП).
По давлению транспортируемого газа различают следующие категории газопроводов:
высокого давления I категории — от 0,6 до 1,2 МПа; высокого давления II категории — от 0,3 до 0,6 МПа;
9
среднего давления — от 0,005 до 0,3 МПа; низкого давления — до 0,005 МПа.
Газопроводы с давлением газа свыше 1,2 МПа, проложенные по территории промышленных предприятий к парогазовым и газо турбинным установкам, относятся к категории 1а высокого давле ния. Классификация газопроводов по давлению определяет требо вания по проектированию той или иной категории газопроводов.
В зависимости от расположения газопроводы могут быть внут ренними и наружными. Наружные газопроводы городов, межпо селковые, внутриквартальные, межцеховые могут прокладываться надземно, наземно, подземно и подводно. Внутренние газопроводы прокладываются внутри зданий различного назначения по стенам и перегородкам открытым или закрытым способом.
По назначению в системах газораспределения различают рас пределительные газопроводы, абонентские ответвления, газопрово ды-вводы, внутридомовые. Распределительные наружные газопро воды транспортируют газ от источника газоснабжения до газопрово да-ввода или до конкретного объекта. Абонентские ответвления служат для подачи газа от распределительных сетей до отключающе го устройства отдельных потребителей, например внутрикварталь ные газопроводы. Газопровод-ввод обеспечивает подачу газа от от ключающего устройства до внутреннего газопровода. Внутридомо вые газопроводы распределяют газ от газопровода-ввода до места подключения газоиспользующего оборудования.
Снижение давления газа с высокого на низкое, со среднего на низкое осуществляется на ГРП. Основное назначение газорегуля торных пунктов — снижение давления газа и поддержание его на заданном уровне. На ГРП осуществляется также учет газа и может размещаться телекоммуникационное оборудование автоматизиро ванной системы управления технологическим процессом распреде ления газа (АСУ ТП РГ). Различают газорегуляторные пункты, га зорегуляторные пункты шкафного типа (ГРПШ), газорегуляторные пункты блочного типа (ГРПБ). ГРП представляют собой отдельно стоящие или пристроенные здания, внутри которых расположено технологическое оборудование. В ГРПШ технологическое обору дование размещается в металлическом корпусе. ГРПБ представля ют собой скомпонованное технологическое оборудование, которое
Ю